Android 数据存储

一、数据存储方式介绍

Android 使用的文件系统类似于其他平台上基于磁盘的文件系统。该系统为您提供了以下几种保存应用数据的选项：

• 应用专属存储空间：存储仅供应用使用的文件，可以存储到内部存储卷中的专属目录或外部存储空间中的其他专属目录。使用内部存储空间中的目录保存其他应用不应访问的敏感信息。
• 共享存储：存储您的应用打算与其他应用共享的文件，包括媒体、文档和其他文件。
• 偏好设置：以键值对形式存储私有原始数据。
• 数据库：使用 Room 持久性库将结构化数据存储在专用数据库中。

下表汇总了这些选项的特点：

内容类型	访问方法	所需权限	其他应用是否可以访问	卸载应用是否移除
仅供您的应用使用的文件	从内部存储空间访问，可以使用 getFilesDir() 或 getCacheDir() 方法； 从外部存储空间访问，可以使用 getExternalFilesDir() 或 getExternalCacheDir() 方法	从内部存储空间访问不需要任何权限 如果应用在搭载 Android 4.4（API 级别 19）或更高版本的设备上运行，从外部存储空间访问不需要任何权限	如果文件存储在内部存储空间中的目录内，则不能访问 如果文件存储在外部存储空间中的目录内，则可以访问	是
可共享的媒体文件（图片、音频文件、视频）	MediaStore API	在 Android 10（API 级别 29）或更高版本中，访问其他应用的文件需要 READ_EXTERNAL_STORAGE 或 WRITE_EXTERNAL_STORAGE 权限 在 Android 9（API 级别 28）或更低版本中，访问所有文件均需要相关权限	是，但其他应用需要 READ_EXTERNAL_STORAGE 权限	否
键值对	SharedPreferences	无	否	是
结构化数据	数据库 Room	无	否	是
外部共享存储空间文件	通过路径或者Uri访问	需要 READ_EXTERNAL_STORAGE 或 WRITE_EXTERNAL_STORAGE 权限 android 11增加MANAGE_EXTERNAL_STORAGE权限	是	否

二、不同存储方式使用

2.1 应用专属存储空间

内部存储：/data/data/packagename/ 外部存储：/sdcard/Android/data/packagename/

这两个目录本App无需申请访问权限即可使用。使用方式也很简单，直接通过路径访问即可。

  public static String readFile(Context context, String fileName) {
    File file = new File(context.getCacheDir(), fileName);
    try {
      FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
      BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
      Log.d(TAG, "readFile: " + br.readLine());
      return br.readLine();
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return "";

  }

  public static void writeFile(Context context, String fileName, String content) {
    File file = new File(context.getCacheDir(), fileName);
    try {
      FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
      fos.write(content.getBytes());
      fos.close();
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

2.2 共享媒体文件

申请权限

Android 6.0 之前是无需申请动态权限的，在AndroidManifest.xml 里声明存储权限：

    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />

Android 6.0 之后除了在AndroidManifest.xml 里声明存储权限，还需要动态申请权限。

  //检查权限，并返回需要申请的权限列表
  private List<String> checkPermission(Context context, String[] checkList) {
    List<String> list = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < checkList.length; i++) {
      if (PackageManager.PERMISSION_GRANTED != ActivityCompat
          .checkSelfPermission(context, checkList[i])) {
        list.add(checkList[i]);
      }
    }
    return list;
  }

  //申请权限
  private void requestPermission(Activity activity, String requestPermissionList[]) {
    ActivityCompat.requestPermissions(activity, requestPermissionList, 100);
  }

  //用户作出选择后，返回申请的结果
  @Override
  public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, @NonNull String[] permissions,
      @NonNull int[] grantResults) {
    if (requestCode == 100) {
      for (int i = 0; i < permissions.length; i++) {
        if (permissions[i].equals(Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE)) {
          if (grantResults[i] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
            Toast.makeText(MainActivity.this, "存储权限申请成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
          } else {
            Toast.makeText(MainActivity.this, "存储权限申请失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
          }
        }
      }
    }
  }

  //测试申请存储权限
  private void testPermission(Activity activity) {
    String[] checkList = new String[]{Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE,
        Manifest.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE};
    List<String> needRequestList = checkPermission(activity, checkList);
    if (needRequestList.isEmpty()) {
      Toast.makeText(MainActivity.this, "无需申请权限", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    } else {
      requestPermission(activity, needRequestList.toArray(new String[needRequestList.size()]));
    }
  }

访问方式

1. 通过路径访问

以图片为例，假设图片存储在/sdcard/Pictures/test.jpg

  private Bitmap getBitmap(String fileName) {
    //获取目录：/storage/emulated/0/
    File rootFile = Environment.getExternalStorageDirectory();
    String imagePath = rootFile.getAbsolutePath() + File.separator + Environment.DIRECTORY_PICTURES + File.separator + fileName;
    return BitmapFactory.decodeFile(imagePath);
  }

2. 通过MediaStore获取路径

  private Bitmap getBitmap(Context context, String fileName) {
    ContentResolver contentResolver = context.getContentResolver();
    //查询条件
    String selection = MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME + " = ?";
    String[] selectionArgs = new String[]{fileName};

    Cursor cursor = contentResolver
        .query(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, null, selection, selectionArgs, null);
    while (cursor.moveToNext()) {
      //获取图片路径
      String imagePath = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(MediaStore.Images.ImageColumns.DATA));
      return BitmapFactory.decodeFile(imagePath);
    }
    return null;
  }

3. 通过MediaStore获取Uri

  private Bitmap getBitmap(Context context, String fileName) throws FileNotFoundException {
    ContentResolver contentResolver = context.getContentResolver();
    String selection = MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME + " = ?";

    String[] selectionArgs = new String[]{fileName};

    Cursor cursor = contentResolver
        .query(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, null, selection, selectionArgs, null);
    while (cursor.moveToNext()) {
      long id = cursor.getLong(cursor.getColumnIndex(MediaStore.Images.Media._ID));
	  //获取Uri
      Uri contentUri = ContentUris.withAppendedId(
          MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI,
          id
      );
      //通过Uri构造InputStream
      InputStream inputStream = contentResolver.openInputStream(contentUri);
      //通过InputStream获取Bitmap
      return BitmapFactory.decodeStream(inputStream);
    }
    return null;
  }

适配Android 10

Android 10及以上版本无法直接通过路径获取到文件，即 BitmapFactory.decodeFile(imagePath) 无法正常使用，会提示没有权限。只能通过 Uri 方式获取到图片资源。

2.3 SharedPreferences

SharedPreferences 主要用来保存相对较小键值对集合，使用也十分简单。

Context context = getActivity();
//创建SharedPreferences
SharedPreferences sharedPref = context.getSharedPreferences(
            name, Context.MODE_PRIVATE);
    //通过editor 写入数据
    SharedPreferences.Editor editor = sharedPref.edit();
    editor.putInt(key, value);
    editor.commit();
//读取数据
int data = sharedPref.getInt(key, defaultValue);

2.4 数据库

关于 Room 的基本使用可以参考我的另外一篇文章：Android Room 使用

2.5 外部非媒体的共享存储空间

除了应用专属空间之外的存储空间。

申请权限

与共享媒体文件一样，都需要申请 WRITE_EXTERNAL_STORAGE 和 READ_EXTERNAL_STORAGE

访问方式

1. 通过路径访问

与媒体文件一样，直接构造路径进行访问。 通过 Environment.getExternalStorageDirectory() 获取外部存储路径，然后通过这个路径进行操作即可。

    private void testPublicFile() {
        File rootFile = Environment.getExternalStorageDirectory();
        String imagePath = rootFile.getAbsolutePath() + File.separator + "myDir";
        File myDir = new File(imagePath);
        if (!myDir.exists()) {
            myDir.mkdir();
        }
    }

在/sdcard/目录下创建 myDir 的文件夹。

2. 通过SAF访问

Storage Access Framework 简称SAF：存储访问框架。相当于系统内置了文件选择器，通过它可以拿到想要访问的文件信息。

 private void startSAF() {
    Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT);
    intent.addCategory(Intent.CATEGORY_OPENABLE);
    //选择图片
    intent.setType("image/jpeg");
    //会跳转到一个文件选择器中
    startActivityForResult(intent, 100);
  }

  @Override
  protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, @Nullable Intent data) {
    super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);

    if (requestCode == 100 && data != null) {
      //选中返回的图片封装在uri里
      Uri uri = data.getData();
      Bitmap bitmap = openUri(uri);
      if (bitmap != null) {
        binding.iv.setImageBitmap(bitmap);
      }
    }
  }
  private Bitmap openUri(Uri uri) {
    try {
      //从uri构造输入流
      InputStream fis = getContentResolver().openInputStream(uri);
      return BitmapFactory.decodeStream(fis);
    } catch (Exception e) {
      Log.e(TAG, "openUri: ", e);
    }
    return null;
  }

跳转到系统内置的文件选择器：

该方式不需要申请读写权限，也可以访问外部文件，但是无法直接获取到外部文件的路径，需要通过Uri进行转换。

适配Android 10

Android 10 开始增加了分区存储功能，限制APP只能访问应用专属存储空间，无法直接通过路径访问sdcard中的文件，只能使用SAF的方式。 可以避免各个APP无节操的一直往sdcard卡中写入数据。而申请文件读写权限的提示语也做了修改。

Android 6 - Android 9：

Android 10及以上版本：

对比低版本，只允许访问照片和媒体的内容。

适配Android 11

Android 11 增加了一个所有文件访问权限 MANAGE_EXTERNAL_STORAGE ，该权限比文件读写权限更为严格，不是弹出框提示，而是需要跳转到设置界面进行授权。如果授权该权限，就允许开发者使用路径方式访问外部存储的所有文件。 AndroidManifest.xml 中新增以下权限：

    <uses-permission android:name="android.permission.MANAGE_EXTERNAL_STORAGE"/>

代码中动态申请权限：

  private void requestPermission() {
  	//需要判断版本
    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.R) {
      // 先判断有没有权限
      if (Environment.isExternalStorageManager()) {
        //已经授权
      } else {
        Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_MANAGE_APP_ALL_FILES_ACCESS_PERMISSION);
        intent.setData(Uri.parse("package:" + getPackageName()));
        startActivityForResult(intent, 101);
      }
    }
  }
  
  @Override
  protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, @Nullable Intent data) {
    super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
    if (requestCode == 101 && Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.R) {
      if (Environment.isExternalStorageManager()) {
        Toast.makeText(this, "所有文件访问权限授权成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
      } else {
        Toast.makeText(this, "所有文件访问权限授权失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
      }
    }
  }

授权方式如下图：